Реверсивный счетчик импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K23/76 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при проектировании реверсивных цифровых вычислительных устройств с двоичной системой счисления.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Цель изобретения - повышение надежности за счет сокращения на две межэлементные связи общего количества межэлементных связей устройства. На фиг, 1 приведена (в качестве примера) схема трехразрядного реверсивного счетчика импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы работы предлагаемого счетчика.

Схема (фиг. 1) содержит разряды 1-3. Ра з-ряд 1 Содержит первый-две- I надцатый троичные элементы 4-15; разряд 2 - первый-шестой троичные элементы 16-21, разряд ji - первый-шестой троичные элементы 22-27. Схема содержит также входные шины 28 и 29.

Выходы троичных элементов 4, 16 и 22 соединены соответственно с положительными суммирующими входами троичных элементов 6, 18 и 24, с отрицательными суммирующими входами троичных элементов 6, 18 и 24 и с первыми положительными вычитающими входами троичных элементов 7, 19 и 25; выходы троичных элементов 5, 17 и 23 соединены соответственно с положительными вычитающими входами троичных элементов 6, 18 и 24, с отрицательными вычитающими входами троичных элементов 6, 18 и 24 и с первыми положительными суммирующими входами троичных элементов 7, 19 и 25; выходы троичных элементов 6, 18 и 24 соединены соответственно с положительными суммирующими входами троичных элементов 8, 20 и 26 и с отрицательными суммирующими входами троичных элементов 9, 21 и 27; положительные суммирующие входы троичных элементов 4, 16 и 22 соединены соответственно с отрицательными суммирующими входами троичных элементов 5, 17 и 23; вторые положительные суммирующие входы троичных элементов 7, 19 и 25 соединены соответственно с отрицательными вычитающими входами троичных элементов 7, 19 и 25; выходы троичных элементов 20 и 26 соединены соответственно с положительными вычитаю- шими входами троичных элементов 16

489972

и 22; выходы троичных элементов 21 и 27 соединены соответственно с положительными вычитающими входами троичных элементов 17 и 23; выход тро- ичного элемента 19 соединен с положительным суммирующим входом троичного элемента 22; положительный суммирующий вход троичного элемента 22

д соединен с вторым Лоложительным суммирующим входом троичного элемента 25. В разряде 1 входная шина 28 соединена с положительным суммирующт входом троичного элемента 4; входная

g шина 29 соединена с положительным вычитающим входом троичного элемента 4 и отрицательным вычитающим входом троичного элемента 5; выходы троичных элементов 8 и 9 соединены соот„,, ветственно с положительным суммирующим и положительным вычитаюЕцим входами троичного элемента 10, выход которого соединен с положительным суммирующим входом троичного элемента

25 12 и отрицательным суммирующим входом троичного элемента 13, выходы троичных элементов 12 и 13 соединены соответственно с положительными вычитающими входами троичных элемен30 тор 3 и 9; первый положительный сум- мируюгций вход и первый отрицательный вычитающий вход троичного элемента 14 соединены между собой; выход троичного элемента 14 соединен с отрицательным вычитающим входом троичного элемента 19; выход троичного элемента 6 соединен с первым положительным суммирующим и отрицательным вычитающим входами троичного элемента 11, выход троичного элемента 8 соединен с отрицательным суммирующим входом троичного элемента 10 и положительным вычитающим входом троичного элемента 11, выход троичного элемента 9 соединен с отрицательным вычитающим входом троичного элемента 10 и- вторым положительным суммирующим входом троичного элемента 11, выход которого соединен с первым положительным суммирующим входом троичного элемента 16 и с вторым положительным суммирующим и вторым отрицательным вычитающим входами троичного элемента 14. Входная шина 28 соединена с положительным суммирующим и отрицательным вычитающими входами троичного элемента 15, выход которого соединен с отрицательным вычитающим входом троичного элемента 7, выход которо35

45

50

55

31

го соединен с вторым положительным суммирующим входом троичного элемента 16, вторым отрицательным суммирующим входом троичного элемента 17 и с первым положительным суммирующим входом троичного элемента 14.

На фиг. 2 обозначено: временные диаграммы 30-32 соответственно импульсов первой-третьей фаз тактового питания; временные диаграммы 33 и 34 соответственно импульсов на щинах 28 и 29; временные диаграммы 35-58 соответственно импульсов записи и считывания на элементах 4-27.

Система тактового питания счетчика - трехфазная. Тактовым импульсом первой фазы поступают положительные и отрицательные импульсы на щины 28 и 29, а также считьгоается информация с элементов 7--9, 18, 19, 26 и 27; тактовыми импульсами второй и третьей фаз считывается информация соответственно с элементов 4, 5, 1U, 11, 15, 20-23 и 6, 12-14, 16, 17, 24, 25. Каждый следующий импульс поступает на шины 28 и 29 через три фазы или один такт.

та 7, который поступает во второй Счетчик реализован на троичных эле-зо разряд.

ментах, которые выполняют операции, описьшаемые в таблице. Суммирующие входы эквивалентны вычитающим входам за исключением знака выходного импульса, который является противоположным, а первый и второй суммирующие (вычитающие) входы эквивалентны между собой (см. таблицу).

На элементах 12(13), 20(21) и 26(27) положительные импульсы формируют состояние +1 (-1)счетчика соответственно первого, второго и третьего разрядов. На элементах 7, 11 и 19 формируются импульсы переноса первого и второго разрядов соответственно .

Для представления чисел в счетчике используется двоичная система счисления с числами 1,0,1, где знак числа определяется знаком старшего разряда.

Поступление положительного импульса (+1) на шину 28 или 29, которые эквивалентны между собой, прибавляет к содержимому счетчика положительную единицу, поступление отрицательного импульса (-1) прибавляет отрицательную единицу.

Если счетчик находится в нулевом состоянии, то первый положительный импульс, поступаюший на одну из входных шин,устанавливает его первый разряд в состояние +1, а второй положительный импульс перевод ит первый разряд в состояние О и, пройдя через выход переноса первого разряда (положительный импульс с элемента 11) во второй разряд, устанавливает его в состояние +1 и т.д. Поступление отрицательных импульсов на одну из входных шин вызывает последовательное убывание накопленного в нем положительного числа, а затем после перехода через нуль - накапливание отрицательного числа. Одновременное поступление на шины 28 и 29 разнополярных импульсов не изменяет состояние разрядов счетчика, так как эти импульсы компенсируют друг друга. Одновременное поступление двух положительных (отрицательных) импульсов не изменяет состояние первого разряда, а приводит к появлению положительного (отрицательного) импульса переноса на выходе элемен

5

0

5

0

5

Выходы элементов 7 и 11 эквивалентны между собой по взаимодействию на состояние второго разряда. Наличие обратной связи позволяет хранить результаты сложения (вычитания), т.е. обеспечивает хранение состояния +1 (-1) разряда счетчика в виде генерации импульсов положительной полярности на его выходе.

Для обнуления счетчика необходимо ввести в каждый разряд шину обнуления: первая, вторая и третья шины обнуления подключаются к вычитающим входам элементов 12-13, 20-21 и 26- 27 соответственно.

При поступлении импульсов.на шины обнуления происходит компенсация импульсов состояния разрядов счетчика, т.е. их обнуление.

При записи кода необходимо в каждый разряд счетчика ввести установоч ную шину, соединенную с вторым положительным складывающим входом элемента 12 (20, 26) и вторым отрицательным складывающим входом элемента 13 (21, 27) для первого (второго, третьего) разряда. На указанные шины подаются значения разрядов записываемого кода.

5

На фиг. 2 показана временная диаграмма счета импульсов, поступающих на входные шины:

+1, +1, +1, -1, +1, -1 -на шину

28;

О, +1, -«-I, -1, О, О - на шину 29 в результате состояние разрядов счетчика меняется следующим образом: 001 ,,; ,,; ,„.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении положительного импульса на шину 28 во время тактового импульса первой фазы первого такта согласно логике работы элемен- т а, записанной в таблице, производится запись на складывающие входы элементов 4 и 15; импульсом второй фазы положительный импульс с элемента 4 передается на положительный складывающий вход элемента 6 и положительный вычитающий вход элемента 7, а положительный импульс с элемента 15 передается на второй положительный складывающий вход элемента 7; импульсом третьей фазы положительный импульс с элемента 6 передается на складывающий вход элемента 11. Импульсом первой фазы второго такта положительный импульс с элемента 8 передается на положительный складывающий вход элемента 10 и положительный вычитающий вход элемента 1 1: и1-1пульсом второй фазы положительный импульс с элемента 10 передается на складывающий вход элемента 12; импульсом третьей фазы с элемента 12 считывается положительный импульс, который образует состояние +1 первого разряда счетчика. Результирующее состояние выходов трехразрядного счетчика .

При поступлении во втором - шестом тактах последующих импульсов на входные щины 28 и 29 счетчик работает аналогично.

Формула изобретения Реверсивный счетчик импульсов, содержащий первую и вторую входные шины и разряды, первый разряд содержит первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый троичные элемента, каждый разряд, кроме первого, содержит первый, второй, третий, четвертый, пя48997б

тый и шестой троичные элементы, в

каждом разряде выход первого троичного элемента соединен с положительным и отрицательным cyммиpyюш ми входами третьего и первым положительным вычитающим входом четвертого троичных элементов, выход второго троичного элемента соединен с положи1Q тельным и отрицательным вычитающими I входами третьего и первым положительным суммирующим входом четвертого троичных элементов, выход третьего троичного элемента соединен с поло15 жительным суммирующим входом пятого и с отрицателным суммирующим входом шестого троичных элементов, положительный суммирующий вход первого и отрицательный суммирующий вход вто2Q рого троичных элементов соединены между собой, второй положительный суммирующий вход и отрицательный вычитающий вход четвертого троичного элемента соединены между собой, в

25 каждом разряде, кроме первого, выходы пятого и шестого троичных элементов соединены соответственно с положительными вычитающими входами первого и второго троичных элементов,

2Q выход четвертого троичного элемента соединен с положительным суммирующим входом первого троичного элемента следующего разряда, в каждом разряде, кроме первого и второго, положительный суммирующий вход первого и второй положительньй суммирующий вход четвертого троичных элементов соединены между собой, в первом разряде первая входная шина соединена

д„ с положительным суммирующим входом nepisoro троичного элемента, вторая входная шина соединена с положительным нычитающим входом первого и отрицательным вычитающим входом вто. рого троичных элементов, выходы пятого и шестого троичных элементо13 соединены соответственно с положительным с ммирующим и положительным вычитающим входами седьмого троичного элемента, выход которого соединен с положительным суммир пощим входом девятого и отрицательным суммирующим входом десятого троичных элементов, выходы которых соединены соответственно с положительными вычитающими входами пятого и шестого троичных элементов, первый положительный суммирующий вход н первый отрицательный вычитающий вход одиннадцатого троичного

35

50

55

элемента соединены между собой, выход одиннадцатого троичного элемента соединен отрицательным вычитaюпц м входом четвертого троичного элемента второго разряда, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в первом разряде выход третьего троичного элемента соединен с первым положительным суммирующим и отрицательным вычитающим входами восьмого троичного элемента, выход пятого троичного элемента соединен с отрицательным суммирующим входом седьмого и положительным вычитающим входом восьмого троичных элементов, выход шестого троичного элемента соединен с отрицательным вычитающим входом седьмого троичного элемента и вторым положительным суммирующим входом восьмого троичного Элемента, выход которого соединен с первым

О

1

2

О

1

1,2

2

положительным суммирующим входом первого троичного элемента второго раэряда и с вторым положительным суммирующим и вторым отрицательным вычитаю цим входами одиннадцатого троичного элемента первого разряда, первая входная шина соединена с положительным суммирующим и отрицательным вычитающим входами двенадцатого троичного элемента, выход которого соединен с отрицательным вычитающим входом четвертого троичного элемента, выход которого соединен с вторым положительным суммирующим входом первого и вторым отрицательным суммирующим входом второго троичных элементов второго разряда и с первым положительным суммирующим входом одиннадцатого троичного элемента первого разряда

О

О

О

-1

-1

+ 1

+ 1

JL импульсы т/пе фаз/ууео источника питания

Запись „+1 Запись „ - /

Редактор М. Петрова

Составитель А. Ранов Техред Л.Олийнык

Заказ 5199/56Тираж 899Подписное

ВНИИПН Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 Ct umbiSoHue „ - 1 - - ciJumbiSoHue „ О Л- а итывание

Фиг г

РСорректор Г. Решетник

Изобретение может быть использовано при проектированииреверсивных цифровых вычислительных устройств с двоичной системой счисления. Цель изобретения - повышение надежности устройства - достигается путем сокращения на две межэлементные связи общего количества межэлементных связей устройства и выполнения устройства по схеме, приведенной на чертеже. Устройство содержит входные шины 28 и 29 и разряды 1, 2 и 3, каждый из которых выполнен на троичных элементах 4-15, 16-21 и 22-27. Система тактового питания счетчика - трехфазная. С тактовым импульсом первой фазы поступают положительные и отрицательные импульсы на шины 28 и 29, а также считывается информация с элементов 7-9, 18, 19,26 и 27; тактовыми импульсами второй и третьей фаз считывается информация соответственно с элементов 4, 5, 10, 11, 15, 20-23 и 6, 12-14, 16, 17, 24 и 25. Каждый следующий импульс поступает на шины 28 и 29 через три фазы или один такт. Работа устройства поясняется таблицей и временными диаграммами, приведенными в описании изобретения. 1 табл.,2 ил. (Л 28 со 4 ОО СО со